Question

【題目】某探究小組在做“探究加速度與力、質量的關系”實驗時，采用如圖所示的裝置，通過控制裝置讓兩小車同時開始運動，同時停止，測量兩小車運動的位移，從而討論加速度與力、質量的關系.某次實驗中，測得兩小車總質量均為300g,現保持兩小車質量不變，改變盤中砝碼的質量，進行幾次實驗，得到的數據如下表，表中的m1、m2分別表示兩盤與砝碼的總質量，x1、x2分別表示兩小車運動的位移.

（1）在安裝實驗裝置時，應調整滑輪的高度，使__________________；在實驗時，為減小系統誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質量________小車的質量(選填“遠大于”、“遠小于”或“等于”)．

（2）由運動學知識可知，兩小車加速度之比a1/a2與位移之比x1/x2之間的大小關系為____________（選填“相等”、“不相等”、“沒有關系”）

次數	小車1		小車2		比 值		結論
	m1/g	x1/cm	m2/g	x2/cm	m1g/m2g	x1/x2	在誤差允許的范圍內：
1	9.00	28.80	14.00	45.00	0.64	0.64
2	9.00	23.20	19.00	50.50	0.47	0.46
3	14.00	29.90	24.00	52.20	0.58	0.57
4	14.00	23.40	29.00	51.20	0.48	0.46

（3）用m1g和m2g分別代表兩小車所受拉力. 根據實驗數據可知，當小車的質量不變時，小車的加速度與拉力的關系是：____________________________。

Answer 1

【答案】（1）細線與木板平行；遠小于 （2）相等 （3）在誤差允許的范圍內，小車的加速度與拉力成正比

【解析】

（1）在安裝實驗裝置時，應調整滑輪的高度，使細線與木板平行，如果細線不保持與木板平行，那么小車的合力就不等于繩子的拉力，小車的合力就不能正確測量．

設小車的質量為M，砝碼盤和砝碼的質量為m，根據牛頓第二定律得：

對m：mg-F拉=ma，對M：F拉=Ma，解得：F拉=。

當mM時，即當砝碼盤和砝碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼盤和砝碼的總重力．

（2）本實驗中，兩小車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等，所以兩小車的位移之比等于加速度之比。

（3）因為兩小車從靜止開始做勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等．即位移與所受合外力成正比，所以拉力之比應該近似等于位移之比，故當小車的質量不變時，小車的加速度與拉力成正比。